អនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រច្រាស់

ដោយសព្វវចនាធិប្បាយសេរីវិគីភីឌា

ទៅកាន់៖ ទិសដៅ, ស្វែងរក

នៅក្នុងគណិតវិទ្យាអនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រច្រាស់ ឬអនុគមន៍ស៊ីក្លូមេទ្រីក គឺជាអនុគមន៍ច្រាស់នៃអនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រ។ អនុគមន៍ច្រាស់សំខាន់ៗត្រូវបានដាក់បញ្ចូលក្នុងតារាងខាងក្រោម។

ឈ្មោះ កំនត់សំគាល់ទូទៅ និយមន័យ ដែនកំនត់នៃ x ចំពោះលទ្ធផលពិត ចន្លោះនៃតំលៃគោលទូទៅ
អាកស៊ីនុស y = arcsin(x) x = sin(y) ពី −1 ដល់ +1 −π/2 ≤ y ≤ π/2
អាកកូស៊ីនុស y = arccos(x) x = cos(y) ពី −1 ដល់ +1 0 ≤ y ≤ π
អាកតង់សង់ y = arctan(x) x = tan(y) ទាំងអស់ −π/2 < y < π/2
អាកកូតង់សង់ y = arccot(x) x = cot(y) ទាំងអស់ 0 < y < π
អាកសេកង់ y = arcsec(x) x = sec(y) ពី −∞ ដល់ −1 ឬ ពី 1 ដល់ ∞ 0 ≤ y < π/2 ឬ π/2 < y ≤ π
អាកកូសេកង់ y = arccsc(x) x = csc(y) ពី −∞ ដល់ −1 ឬ ពី 1 ដល់ ∞ −π/2 ≤ y < 0 ឬ 0 < y ≤ π/2

ប្រសិនបើ x ជាចំនួនកុំផ្លិច នោះដែនកំនត់នៃ y អាចអនុវត្តបានតែចំពោះផ្នែកពិតប៉ុណ្ណោះ។

កំនត់សំគាល់ sin − 1,cos − 1 ជាដើម ជាញឹកញាប់ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ចំពោះ arcsin, arccos ជាដើម។ ប៉ន្តែការសន្មតនេះវាអាចធ្វើអោយមានការភាន់ច្រលំជាមួយ​កន្សោមមួយចំនួនដូចជា sin^2 (x) \,

តំលៃគោលនៃ អនុគមន៍ f(x) = arcsin(x) និង f(x) = arccos(x) នៅក្នុងប្លង់ដេកាត
តំលៃគោលនៃ អនុគមន៍ f(x) = arctan(x) និង f(x) = arccot(x) នៅក្នុងប្លង់ដេកាត
តំលៃគោលនៃ អនុគមន៍ f(x) = arcsec(x) និង f(x) = arccsc(x) នៅក្នុងប្លង់ដេកាត

មាតិកា

[កែប្រែ] ទំនាក់ទំនងក្នុងអនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រច្រាស់

\arccos x = \frac{\pi}{2} - \arcsin x


\arccot x = \frac{\pi}{2} - \arctan x


\arccsc x = \frac{\pi}{2} - \arcsec x

ចំពោះមុំផ្ទុយ

\arcsin (-x) = - \arcsin x \!
\arccos (-x) = \pi - \arccos x \!
\arctan (-x) = - \arctan x \!
\arccot (-x) = \pi - \arccot x \!
\arcsec (-x) = \pi - \arcsec x \!
\arccsc (-x) = - \arccsc x \!

ចំពោះមុំចំរាស់:

\arccos \frac{1}{x} \,= \arcsec x


\arcsin \frac{1}{x} \,= \arccsc x


\arctan \frac{1}{x} = \frac{\pi}{2} - \arctan x =\arccot x, \ ប្រសិនបើ \ x > 0


\arctan \frac{1}{x} = -\frac{\pi}{2} - \arctan x = -\pi + \arccot x, \ ប្រសិនបើ \ x < 0


\arccot \frac{1}{x} = \frac{\pi}{2} - \arccot x =\arctan x, \ ប្រសិនបើ \ x > 0


\arccot \frac{1}{x} = \frac{3\pi}{2} - \arccot x = \pi + \arctan x,\ ប្រសិនបើ \ x < 0


\arcsec \frac{1}{x} = \arccos x


\arccsc \frac{1}{x} = \arcsin x

ប្រសិនបើអ្នកមានតែបំនែកមួយនៃតារាងស៊ីនុស៖

\arccos x = \arcsin \sqrt{1-x^2}, ប្រសិនបើ \ 0 \leq x \leq 1
\arctan x = \arcsin \frac{x}{\sqrt{x^2+1}}

សំគាល់៖ កាលណារឹសការ៉េនៃចំនួនកុំផ្លិចត្រូវបានគេប្រើប្រាស់នៅទីនេះ យើងត្រួវយករឹសដែលមានផ្នែកពិតជាចំនួនវិជ្ជមាន (ឬក៏យកផ្នែកនិម្មិតវិជ្ជមាន ប្រសិនបើរឹសការ៉េជា​ចំនួនពិតអវិជ្ជមាន)។

ទាញចេញពីរូបមន្តកន្លះមុំ \tan \frac{\theta}{2} = \frac{\sin \theta}{1+\cos \theta} យើងបាន៖

\arcsin x = 2 \arctan \frac{x}{1+\sqrt{1-x^2}}


\arccos x = 2 \arctan \frac{\sqrt{1-x^2}}{1+x}, ប្រសិនបើ  -1 < x \leq +1


\arctan x = 2 \arctan \frac{x}{1+\sqrt{1+x^2}}

[កែប្រែ] ដេរីវេនៃអនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រច្រាស់


\begin{align}
\frac{d}{dx} \arcsin x & {}= \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\\
\frac{d}{dx} \arccos x & {}= \frac{-1}{\sqrt{1-x^2}}\\
\frac{d}{dx} \arctan x & {}= \frac{1}{1+x^2}\\
\frac{d}{dx} \arccot x & {}= \frac{-1}{1+x^2}\\
\frac{d}{dx} \arcsec x & {}= \frac{1}{x^2\,\sqrt{1-{1 \over {x^2}}}}\\
\frac{d}{dx} \arccsc x & {}= \frac{-1}{x^2\,\sqrt{1-{1 \over {x^2}}}}
\end{align}

ចំពោះតែតំលៃនៃ x \,


\begin{align}
\frac{d}{dx} \arcsec x & {}= \frac{1}{|x|\,\sqrt{x^2-1}}; \qquad |x| > 1\\
\frac{d}{dx} \arccsc x & {}= \frac{-1}{|x|\,\sqrt{x^2-1}}; \qquad |x| > 1
\end{align}

ចំពោះដេរីវេធម្មតា៖ ប្រសិនបើ \theta = \arcsin x \! យើងបាន៖

\frac{d \arcsin x}{dx} = \frac{d \theta}{d \sin \theta} = \frac{1} {\cos \theta} = \frac{1} {\sqrt{1-\sin^2 \theta}} = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}

[កែប្រែ] អនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រច្រាស់ជាកន្សោមអាំងតេក្រាល


\begin{align}
\arcsin x &{}= \int_0^x \frac {1} {\sqrt{1 - z^2}}\,dz,\qquad |x| \leq 1\\
\arccos x &{}= \int_x^1 \frac {1} {\sqrt{1 - z^2}}\,dz,\qquad |x| \leq 1\\
\arctan x &{}= \int_0^x \frac 1 {z^2 + 1}\,dz,\\
\arccot x &{}= \int_x^\infty \frac {1} {z^2 + 1}\,dz,\\
\arcsec x &{}= \int_1^x \frac 1 {z \sqrt{z^2 - 1}}\,dz, \qquad x \geq 1\\
\arccsc x &{}= \int_x^\infty \frac {1} {z \sqrt{z^2 - 1}}\,dz, \qquad x \geq 1
\end{align}

នៅពេលស្មើ 1 នោះអាំងតេក្រាលដែលមានដែនកំនត់កំនត់ ជាimproper integral ប៉ុន្តែវានៅតែអាចកំនត់បាន។


[កែប្រែ] ស៊េរីអានន្ត


\begin{align}
\arcsin z & {}= z + \left( \frac {1} {2} \right) \frac {z^3} {3} + \left( \frac {1 \cdot 3} {2 \cdot 4} \right) \frac {z^5} {5} + \left( \frac{1 \cdot 3 \cdot 5} {2 \cdot 4 \cdot 6 } \right) \frac{z^7} {7} + \cdots\\
& {}= \sum_{n=0}^\infty \left( \frac {(2n)!} {2^{2n}(n!)^2} \right) \frac {z^{2n+1}} {(2n+1)}
; \qquad | z | \le 1
\end{align}



\begin{align}
\arccos z & {}= \frac {\pi} {2} - \arcsin z \\
& {}= \frac {\pi} {2} - (z + \left( \frac {1} {2} \right) \frac {z^3} {3} + \left( \frac {1 \cdot 3} {2 \cdot 4} \right) \frac {z^5} {5} + \left( \frac{1 \cdot 3 \cdot 5} {2 \cdot 4 \cdot 6 } \right) \frac{z^7} {7} + \cdots ) \\
& {}= \frac {\pi} {2} - \sum_{n=0}^\infty \left( \frac {(2n)!} {2^{2n}(n!)^2} \right) \frac {z^{2n+1}} {(2n+1)}
; \qquad | z | \le 1 
\end{align}



\begin{align}
\arctan z & {}= z - \frac {z^3} {3} +\frac {z^5} {5} -\frac {z^7} {7} +\cdots \\
& {}= \sum_{n=0}^\infty \frac {(-1)^n z^{2n+1}} {2n+1}
; \qquad | z | \le 1 \qquad z \neq i,-i
\end{align}



\begin{align}
\arccot z & {}= \frac {\pi} {2} - \arctan z \\
& {}= \frac {\pi} {2} - ( z - \frac {z^3} {3} +\frac {z^5} {5} -\frac {z^7} {7} +\cdots ) \\
& {}= \frac {\pi} {2} - \sum_{n=0}^\infty \frac {(-1)^n z^{2n+1}} {2n+1}
; \qquad | z | \le 1 \qquad z \neq i,-i
\end{align}



\begin{align}
\arcsec z & {}= \arccos\left(z^{-1}\right) \\
& {}= \frac {\pi} {2} - (z^{-1} + \left( \frac {1} {2} \right) \frac {z^{-3}} {3} + \left( \frac {1 \cdot 3} {2 \cdot 4} \right) \frac {z^{-5}} {5} + \left( \frac{1 \cdot 3 \cdot 5} {2 \cdot 4 \cdot 6 } \right) \frac{z^{-7}} {7} + \cdots ) \\
& {}= \frac {\pi} {2} - \sum_{n=0}^\infty \left( \frac {(2n)!} {2^{2n}(n!)^2} \right) \frac {z^{-(2n+1)}} {(2n+1)} 
; \qquad \left| z \right| \ge 1 
\end{align}



\begin{align}
\arccsc z & {}= \arcsin\left(z^{-1}\right) \\
& {}= z^{-1} + \left( \frac {1} {2} \right) \frac {z^{-3}} {3} + \left( \frac {1 \cdot 3} {2 \cdot 4 } \right) \frac {z^{-5}} {5} + \left( \frac {1 \cdot 3 \cdot 5} {2 \cdot 4 \cdot 6} \right) \frac {z^{-7}} {7} +\cdots \\
& {}= \sum_{n=0}^\infty \left( \frac {(2n)!} {2^{2n}(n!)^2} \right) \frac {z^{-(2n+1)}} {2n+1}
; \qquad \left| z \right| \ge 1 
\end{align}

Leonhard Euler បានរកឃើញស៊េរីដែលមានភាពប្រសើរជាច្រើនបន្ថែមទៀតសំរាប់អាកតង់សង់ដូចខាងក្រោម៖

\arctan x = \frac{x}{1+x^2} \sum_{n=0}^\infty \prod_{k=1}^n \frac{2k x^2}{(2k+1)(1+x^2)}.

(សំគាល់៖ តួក្នុងផលបូកចំពោះ n= 0 គឺផលគុណទទេ ដែលស្មើ 1)

វាអាចសំដែងដោយ៖

\arctan x = \sum_{n=0}^\infty \frac{2^{\,2n}\,(n!)^2}{\left(2n+1\right)!} \; \frac{x^{\,2n+1}}{\left(1+x^2\right)^{n+1}}

[កែប្រែ] ប្រភាគបន្តបន្ទាប់ចំពោះអាកតង់សង់

ចំពោះភាពឆ្លាស់នៃស៊េរីស្វ័យគុណសំពោះអាកតង់សង់​គឺវាមានលក្ខណៈជាប្រភាគបន្តបន្ទាប់។


\arctan(z)=\cfrac{z}{1 + \cfrac{z^2}{3 + \cfrac{4 z^2}{5 + \cfrac{9 z^2}{7 + \cfrac{16 z^2}{9 + \cfrac{25 z^2}{\ddots\,}}}}}}\,

វាពិតនីក្នុងបំណែកប្លង់កុំផ្លិច។ មានពីរបំណែកពី −i ដល់ចំនុចដែលមានតំលៃអានន្ត។ និងមួយបំណែកទៀតពី i ដល់ចំនុចត្រង់អានន្ត។ វាដំណើរការឥតខ្ចោះនៅចន្លោះពី −១ ដល់ ១ ។

[កែប្រែ] អាំងតេក្រាលមិនកំនត់នៃអនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រច្រាស់

ចំពោះតំលៃពិត និងតំលៃកុំផ្លិចនៃ x


\begin{align}
\int \arcsin x\,dx &{}= x\,\arcsin x + \sqrt{1-x^2} + C\\
\int \arccos x\,dx &{}= x\,\arccos x - \sqrt{1-x^2} + C\\
\int \arctan x\,dx &{}= x\,\arctan x - \frac{1}{2}\ln\left(1+x^2\right) + C\\
\int \arccot x\,dx &{}= x\,\arccot x + \frac{1}{2}\ln\left(1+x^2\right) + C\\
\int \arcsec x\,dx &{}= x\,\arcsec x - \ln\left(x(1+\sqrt{{x^2-1}\over x^2})\right) + C\\
\int \arccsc x\,dx &{}= x\,\arccsc x + \ln\left(x(1+\sqrt{{x^2-1}\over x^2})\right) + C
\end{align}

ចំពោះតំលៃពិតនៃ x≥1


\begin{align}
\int \arcsec x\,dx &{}= x\,\arcsec x - \ln\left(x+\sqrt{x^2-1}\right) + C\\
\int \arccsc x\,dx &{}= x\,\arccsc x + \ln\left(x+\sqrt{x^2-1}\right) + C
\end{align}


ទាំងអស់នេះអាចទាញបានដោយប្រើអាំងតេក្រាលដោយផ្នែក និងដេរីវេធម្មតា បង្ហាញដូចខាងលើe.

[កែប្រែ] សំរាយបញ្ជាក់ឧទាហរណ៍

ដោយប្រើ \int u\,\mathrm{d}v = u v - \int v\,\mathrm{d}u តាង


\begin{align}
u &{}=&\arcsin x &\quad\quad\mathrm{d}v = \mathrm{d}x\\
\mathrm{d}u &{}=&\frac{\mathrm{d}x}{\sqrt{1-x^2}}&\quad\quad{}v = x
\end{align}

គេបាន

\int \arcsin x\,\mathrm{d}x = x \arcsin x - \int \frac{x}{\sqrt{1-x^2}}\,\mathrm{d}x

ដោយជំនួស k = 1 - x^2\,។ នោះ \mathrm{d}k = -2x\,\mathrm{d}x និង

\int \frac{x}{\sqrt{1-x^2}}\,\mathrm{d}x = -\frac{1}{2}\int \frac{\mathrm{d}k}{\sqrt{k}} = -\sqrt{k}

ជំនួសត្រឡប់វិញ x គេបាន

\int \arcsin x\,\mathrm{d}x = x \arcsin x + \sqrt{1-x^2}

[កែប្រែ] វិធីសាស្រ្តចំបងក្នុងការគណនាអាំងតេក្រាលត្រីកោណមាត្រច្រាស់

  • ដើម្បីគណនាអាំងតេក្រាលនៃអាកស៊ីនុស សូមប្រើ៖
\arcsin x = \arctan \frac{x}{\sqrt{1-x^2}}
  • ដើម្បីគណនាអាំងតេក្រាលនៃអាកកូស៊ីនុស សូមប្រើ៖
\arccos x = \frac{\pi}{2} - \arcsin x
  • ដើម្បីគណនាអាំងតេក្រាលនៃអាកតង់សង់ចំពោះ x ក្បែរសូន្យ សូមប្រើវិធីសាស្រ្តគណនាអាកតង់សង់នៃប្រភាគបន្តបន្ទាប់ខាងលើ។ ដើម្បីគណនាអាកតងសង់ចំពោះតំលៃ x ផ្សេងៗទៀត សូមប្រើ៖
\arctan x = 2 \arctan \frac{x}{1+\sqrt{1+x^2}}
  • ដើម្បីគណនាអាកកូតង់សង់ សូមប្រើ៖
\arccot x = \frac{\pi}{2} - \arctan x
  • ដើម្បីគណនាអាកសេកង់ សូមប្រើ៖
\arcsec x = \frac{\pi}{2} - \arcsin \frac{1}{x}
  • ដើម្បីគណនាអាកកូសេកង់ សូមប្រើ៖
\arccsc x = \arcsin \frac{1}{x}

[កែប្រែ] ទំរង់លោការីត

អនុគមន៍ទាំងនេះអាចសំដែងជាទំរង់លោការីតដោយប្រើ លោការីតកុំផ្លិច។ នេះជាការពន្លាតដែនកំនត់របស់អនុគមន៍ទាំងនេះទៅក្នុងប្លង់កុំផ្លិច


\begin{align}
\arcsin x &{}= -i\,\log\left(i\,x+\sqrt{1-x^2}\right) &{}= \arccsc \frac{1}{x}\\
\arccos x &{}= -i\,\log\left(x+\sqrt{x^2-1}\right) = \frac{\pi}{2}\,+i\log\left(i\,x+\sqrt{1-x^2}\right) = \frac{\pi}{2}-\arcsin x &{}= \arcsec \frac{1}{x}\\
\arctan x &{}= \frac{i}{2}\left(\log\left(1-i\,x\right)-\log\left(1+i\,x\right)\right) &{}= \arccot \frac{1}{x}\\
\arccot x &{}= \frac{i}{2}\left(\log\left(1-\frac{i}{x}\right)-\log\left(1+\frac{i}{x}\right)\right) &{}= \arctan \frac{1}{x}\\
\arcsec x &{}= -i\,\log\left(\sqrt{\frac{1}{x^2}-1}+\frac{1}{x}\right) = i\,\log\left(\sqrt{1-\frac{1}{x^2}}+\frac{i}{x}\right)+\frac{\pi}{2} = \frac{\pi}{2}-\arccsc x &{}= \arccos \frac{1}{x}\\
\arccsc x &{}= -i\,\log\left(\sqrt{1-\frac{1}{x^2}}+\frac{i}{x}\right) &{}= \arcsin \frac{1}{x}
\end{align}

សំរាយបញ្ជាក់នៃទំនាក់ទំនងទាំងនេះ​ គឺធ្វើតាមរយៈពន្លាតវាក្នុង​ទំរង់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៃ​អនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រ

[កែប្រែ] សំរាយបញ្ជាក់ឧទាហរណ៍

\arcsin x\,=\,\theta
\frac{e^{i\,\theta}-e^{-i\,\theta}}{2i}\,=\,x   (និយមន័យអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៃស៊ីនុស)

តាង

k=e^{i\,\theta}.

គេបាន

\frac{k-\frac{1}{k}}{2i}\,=\,x
k^2-2\,i\,k\,x-1\,=\,0   (ដំណោះស្រាយចំពោះk)
k\,=\,i\,x\pm\sqrt{1-x^2}\,=\,e^{i\,\theta}   (យកផ្នែកខាងវិជ្ជមាន)
\theta\,=\,\arcsin\,x\,=\,-i\log\left(i\,x+\sqrt{1-x^2}\right)  Q.E.D.
អនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រច្រាស់ក្នុងប្លង់កុំផ្លិច'
Complex arcsin.jpg
Complex arccos.jpg
Complex arctan.jpg
Complex ArcCot.jpg
Complex ArcSec.jpg
Complex ArcCsc.jpg

\arcsin(z) \,

\arccos(z) \,

\arctan(z) \,

\arccot(z) \,

\arcsec(z) \,

\arccsc(z) \,

[កែប្រែ] រូបមន្តអាកតង់សង់បន្ថែម

\color{blue} \arctan u + \arctan v = \arctan \left( \frac{u+v}{1-uv} \right)

[កែប្រែ] សំរាយបញ្ជាក់

ចាប់ផ្តើមពី

\tan (\alpha + \beta) = \frac{\tan \alpha + \tan \beta}{1 - \tan \alpha \tan \beta}\,

និងតាង

 u\,=\,\tan\,\alpha\,,\,v =\,\tan\,\beta

[កែប្រែ] បំរើបំរាស់ក្នុងការអនុវត្តន៍

ត្រីកោណកែង

អនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រ​មានសារៈសំខាន់នៅពេលគេចង់រករ​ង្វាស់មុំដែលនៅសល់ពីរផ្សេងទៀតនៃត្រីកោណកែង ដែលគេស្គាល់រួចជាស្រេចនូវ​រង្វាស់ប្រវែងនៃត្រីកោណកែងនេះ។ ដោយប្រើអនុគមន៍ត្រីកោណមាត្រច្រាស់

\theta = \arcsin \left( \frac{\text{opposite}}{\text{hypotenuse}} \right)

សំគាល់៖ opposite = ជ្រុងឈម, hypotenuse = អ៊ីប៉ូតេនុស និង adjacent = ជ្រុងជាប់

ជាញឹកញាប់ អ៊ីប៉ូតេនុសជារង្វាស់ជ្រុងដែលគេមិនប្រាប់ និងចាំបាច់ត្រូវរកមុនពេលប្រើប្រាស់អាក់ស៊ីនុស ឬ អាកកូស៊ីនុស។ អ្នកអាចគណនាមុំនៃត្រីកោណដោយមិនចាំបាច់ដឹងប្រវែងអ៊ីប៉ូតេនុសក៏បាន។

\theta = \arctan \left( \frac{\text{opposite}}{\text{adjacent}} \right)